MODELAGEM E ANÁLISE EXPERIMENTAL DO PROCESSO DE SEDIMENTAÇÃO EM BATELADA DE ESFERAS DE VIDRO MONO E BIDISPERSAS

Ricardo Silva Fontes; Gabriel Nonato de Oliveira; Allan Barbosa Geoffroy Motta; Juliana Mariano de Souza; Renan de Souza Teixeira; Luis Americo Calçada; Claudia Miriam Scheid

Todos os Trabalhos

Trabalho

Título do Trabalho

MODELAGEM E ANÁLISE EXPERIMENTAL DO PROCESSO DE SEDIMENTAÇÃO EM BATELADA DE ESFERAS DE VIDRO MONO E BIDISPERSAS

Autores

Ricardo Silva Fontes
Gabriel Nonato de Oliveira
Allan Barbosa Geoffroy Motta
Juliana Mariano de Souza
Renan de Souza Teixeira
Luis Americo Calçada
Claudia Miriam Scheid

Modalidade

Resumo

Área temática

Engenharias - Engenharia Química

Data de Publicação

22/04/2025

País da Publicação

Brasil

Idioma da Publicação

Português

Página do Trabalho

https://www.even3.com.br/anais/xi-raic-e-v-raidtec-ufrrj/940285-modelagem-e-analise-experimental-do-processo-de-sedimentacao-em-batelada-de-esferas-de-vidro-mono-e-bidispersas

ISBN

978-65-272-1295-9

Palavras-Chave

Sedimentação, Bidisperso, Monodisperso, Simulação

Resumo

A sedimentação é uma operação unitária baseada na diferença de densidades entre as fases sólida e líquida em uma suspensão, em que há separação de fases sob efeito da gravidade. O processo é utilizado em diferentes aplicações industriais. Também é um fenômeno que ocorre naturalmente, o que pode ser indesejado. A modelagem matemática e computacional da sedimentação pode ser feita com diferentes tipos de modelos. Uma classe que equilibra bom custo computacional e qualidade de resultados é a de modelos contínuos. Usualmente, os modelos encontrados na literatura consideram que as partículas presentes no fluido são idealizadas por um diâmetro representativo. Entretanto, em suspensões reais, as partículas possuem diversos tamanhos e densidades, sendo necessário o desenvolvimento de modelos que considerem suspensões mono e polidispersas. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho consistiu-se em avaliar as predições obtidas pelo modelo desenvolvido por Bürger et al. (1) em comparação com os experimentos em teste de proveta, para o acompanhamento da altura da interface superior de sedimentação, conduzidos no Laboratório de Escoamento de Fluidos da UFRRJ. Primeiramente, foi desenvolvido um código, implementando o modelo de Bürger et al. (1), na linguagem de programação Fortran 90, capaz de calcular o perfil de concentração de sólidos ao longo do tempo para suspensões monodispersas e polidispersas. As simulações foram divididas EM duas partes: comparação com os resultados de perfil de concentração de sedimentações encontradas na literatura; e comparação com dados experimentais gerados em dois ensaios de sedimentação em bancada, um para o grupo de partículas maiores e outra para as menores. Com relação à comparação com a literatura, foi estudado um caso bidisperso (dois tamanhos de partícula distintos) e foram gerados perfis de concentração para três tempos diferentes. Como resultado, observou-se que os perfis de concentração simulados e comparados com a literatura mostraram boa concordância entre si, evidenciando que o código é capaz de reproduzir sedimentações conhecidas. Na comparação com os dados experimentais, foram realizados, no laboratório, testes de sedimentação em proveta de esferas de vidro em duas faixas granulométrica estreitas, a primeira de 100 a 150 micrometros e a segunda de 150 a 200 micrometros. As suspensões foram preparadas com 15%v/v de esferas de vidro em um fluido base 80% glicerina e 20% água. Os resultados simulados pelo programa para a queda da interface superior ao longo do tempo indicaram que houve boa concordância com os dados experimentais, demonstrando a eficácia do código e do modelo. Os perfis de concentração gerados para diferentes tempos também apresentaram concordância com as zonas de sedimentação em batelada apresentadas por Coe e Clevenger (2). 1. BÜRGER, R.; Concha, F.; Fjelde, K.; Hvistendahl, K.. Numerical simulation of the settling of polydisperse suspensions of spheres. Powder Technology, Elsevier Science, v. 113, p. 30-54, 2000. 2. COE, H. S; CLEVENGER, G. H. Methods for Determining the Capacities of Slime-Settling Tank. AIME Transactions, v. 55, p. 356-384, 1916.

Título do Evento: XI Reunião Anual de Iniciação Científica da UFRRJ (RAIC 2024) & V Reunião Anual de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (RAIDTec 2024)
Cidade do Evento: Seropédica
Título dos Anais do Evento: Anais da XI Reunião Anual de Iniciação Científica da UFRRJ (RAIC) e V Reunião Anual de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (RAIDTec): Transição energética: impactos ambientais e sociais
Nome da Editora: Even3
Meio de Divulgação: Meio Digital

Como citar

FONTES, Ricardo Silva et al.. MODELAGEM E ANÁLISE EXPERIMENTAL DO PROCESSO DE SEDIMENTAÇÃO EM BATELADA DE ESFERAS DE VIDRO MONO E BIDISPERSAS.. In: Anais da XI Reunião Anual de Iniciação Científica da UFRRJ (RAIC) e V Reunião Anual de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (RAIDTec): Transição energética: impactos ambientais e sociais. Anais...Seropédica(RJ) UFRRJ, 2024. Disponível em: https//www.even3.com.br/anais/xi-raic-e-v-raidtec-ufrrj/940285-MODELAGEM-E-ANALISE-EXPERIMENTAL-DO-PROCESSO-DE-SEDIMENTACAO-EM-BATELADA-DE-ESFERAS-DE-VIDRO-MONO-E-BIDISPERSAS. Acesso em: 18/07/2025